这里rg,(x)与h,(x)都是整系数多项式,且次数都低于f(x)的 次数」 由定理的证明容易得出 推论设f(x),g(x)是整系数多项式,且g(x)是本原的 如果f(x)=g(x)h(x),其中h(x)是有理系数多项式,那么 h(x)一定是整系数的 证明留给读者自己完成【 这个推论提供了一个求整系数多项式的全部有理根的方法 定理?设 f(x)=atta++ao 是,个整系数多项式,而是它的,个有理根,甚中r,耳家,那 么必有sa,|a。特别地,如果f(x)的首蠖率数a:x逢,那么 f代2)的有票酸菲感警根.面且是a,的因子: 1与年:, 1}2 证明因为是f(x)的一个有理根因此在有理城上: (x-)), 从而 113 )(x-r)lf(x).: 因为r,s互素,所以x·”是一个本原多项式根据上述推论, f(x)=(c-rK6.-1x”1+.tbg), 我中b-1,b都是整数:比较两边系数,即得 a.=sb,-1,ao=-rbo 因此 slarlabI 例1求方程 2x4-x3+2x-3出0 的有理根 ·32·
这个方程的有理根只可能是±1,士3,士乞,土2用剩余除法 可以得出,除去1以外全不是它的根,因之这个方程的有理根只有 x=1 例2证明 f(x)=x3-5x+1 在有理数域上不可约 如果f(x)可约,那么它至少有一个一次因子,也就是有一个 有理根但是f(x)的有理根只可能是±1直接验算可知士1全不 是根,因而f(x)在有理数城上术可约 以上的讨论解决了我们提出的第一个问题,现在来解决第二 个问题首先我们来证明 定理13(艾森斯昶(Cisenste1n)判别法)设 f(x)=ax”+a-1x"-1+·+a0 是,个整系数多项式如果有,个素数户,使得 1p1a.: 2plam-1,aw-2,.,ani 3 p2tan 那么f(x)在有理数域上是不可约的 证明如果f(x)在有理数域上可约,那么由定理11,f(x) 可以分解成两个次数较低的整系数多项式的乘积: f(x)=(6r+b-1x-1+.+bo)(cnx"+cn-1z"-1+. +co) (l,m<n,l+m=n) 因此 an=bcmao=boco 因为plap,所以p能整除b或c。但是p2十ao,所以p不能 同时整除b,及c。因此不妨假定b。但p十c。另一方面,因为 ·33·
力十a。,所以pb:假设b。,b1,.,b,中第一个不能被力整除的是 b比较f(x)中x的系数,得等式 ag=bco+b4-1c1+·+bgc 式中ak,b-t,.,b。都能被p整除,所以baco也必须能被力整 除但是p是一个素数,所以b:与。中至少有一个被卫整除这 是一个矛盾I 根据定理13,可知对于任意的知,多项式 x+2 在有理数城上是不可约的由此可见在有理数域上,存在任意次 数的不可的多项式 ·§10多元多项式 在前面我们讨论了一元多项式的基本性硬.但是除去一元多 项式外,还有含多个文字的多项式,即多元多项式,如x2一y, x3+y+之3-3xyz等现在就来简单地介绍一下有关多元多项式 的一些概念 攻P是一个数域,x1,工2,.,z,是n个文字.形式为 ax的x.x喜 (1) 的式子,其中Q属于P,k1,2,.,k是非负整数,称为一个单项 式 如果两个单项式中相同文字的幕全一样,那么它们就称为同 类项一些单项式的和 a,与,守x安.t (2) 名k 就称为元多项式,或者简称多项式, 和一元多项式一样,”元多项式也可以定义相等、相加、相减、 相乘例如, ·34·
(5xx2x号+4x7xx1)+(2x1xx3-xix2x3) =5xix2x3+6xizix;-xixax3, (5xx2x号+4xxix3)(2xix2x-xx2x3) =10xix2x3-5xixir3+8xixix3-4xix2x3 与一元的情况相仿,我们有 定义10所有系数在数域P中的”元多项式的全体,称为 数域P上的n元多项式环,记为 Px1,x2.,x] k,十2+.+k:称为单项式(1)的次数当一个多项式表成 一些不同类的单项式的和之后,其中系数不为零的单项式的最高 次数就称为这个多项式的次数例如,多项式 3x1xi+2r1xixs+x3 的次数为4 虽然多元多项式也有次数,但是与一元多项式的情况不同,我 们并不能对多元多项式(2)中的单项式按次数给出一个自然排列 的顺序,因为不同类的单项式可能有相同的次数我们看到,一元 多项式的降幂排法(或者升幂排法)对于许多问题的讨论是方便 的同样地,为了便于以后的讨论,我们对于多元多项式也引入一 种排列顺序的方法,这种方活是模仿字典排列的原则得出的,因而 称为字典排列法 每一类单项式(1)都对应一个n元数组 (k1,2.,kn)、 (3) 其中兔,为非负整数.这个对应是1一1的为了给出单项式之间-一 个排列顺序的方法,我们只要对于”元数组(3)定义一个先后顺 序就行了 如果数 k1l1,k2-2,k。-n 中第一个不为零的数是正的,也就是说,有≤n使 ·35·
k1-11=0,.,k.-1一1,-1=0,克.-l,>0 那么,我们就称n元数组(3)先于n元数组 (L1l2,.,.), (4) 并记为 (k1,2,.,k.)>(1i,l2,.,ln) 例如, (1,3,2)>(1,2,4). 由定义立即看出,对于任意两个n元数组(3),(4),关系 (1a,.,克)>(化1l2,), (兔,克2,.,k)=(11,2,.,), (l1,l2,.,l,)>(k1,k3,“,t.) 中有,个且仅有,个成立同时,关系“>”具有传递性,即,如果 (k1,k2,.,k.)>(l:l2,.,1.), (1,l2,.,l)>(m1,m2,m), 那么(兔1,2,.,k,)>(m1,m2,.,m)事实上,由km,= (,一L,)+(L,~m,)即得上面的结论因之,这样的确给出了外元 数组之间的一个顺序相应地,单项式之间也就有了一个先后顺 序例如多项式 2x1xi知+xix2+x i 按字典排列法写出来就是 xi+zitz+2rizixi 按字典排列法写出来的第一个系数不为零的单项式称为多项 式的薰项.例如,x就是上面这个多项式的首.应该注意,首项 不一定具有最大的次数、当=L时,字典排列法就时结为以前的 降幂排法 对于字典排列法,我们有 定理14当∫(x1,x2,.,x)≠0,8(x,x2,.,x)≠0时, 乘积f(1,x,.,x)g(x1,x2,x.)的首项等于f(x1,2, ·36·